CA1184323A - Ensemble de sechage pour generateur de vapeur destine notamment aux generateurs de vapeur de reacteurs nucleaires - Google Patents
Ensemble de sechage pour generateur de vapeur destine notamment aux generateurs de vapeur de reacteurs nucleairesInfo
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Abstract
L'invention concerne un ensemble de séchage de vapeur pour un générateur de vapeur. L'ensemble de séchage présente une structure modulaire à base d'éléments sécheurs identiques répartis pour partie en couronne à l'intérieur de l'enveloppe du générateur et pour partie en étoile inscrite dans la couronne. Les sécheurs constituent trois à trois des cellules triangulaires dont l'espace interne est divisé par un cloisonnement réalisant l'isolement des sécheurs les uns par rapport aux autres ainsi que le guidage de la vapeur à l'entrée et à la sortie des sécheurs. Ce type d'ensemble de séchage convient particulièrement au générateur de vapeur à circulation naturelle, notamment pour réacteur nucléaire.
Description
3~
La présente invention concerne un ensemble de séchage pour l'équipement de separation eau-vapeur situe dans la partie haute d'un generateur de vapeur a circulation naturelle, c'est-à-dire en aval de la production de vapeur.
L'ensemble de sechage selon l'invention est destine en parti-culier a assurer la séparation ~e la vapeur dans un générateur de vapeur associé à lln reacteur nucleaire, encore que cette applica-tion ne soit nullement limitative.
On sait que les génerateurs de vapeur à circulation naturelle comportent un équipement de separation eau-vapeur afin que la vapeur produite par le faisceau tubulaire (ou par les elements combustibles dans le cas des reacteurs à eau bouillante) soit la plus sèche possible à la sortie du generateur. En general, un tel équipement de s~paration comporte deux ensembles disposés en serie dans le sens de l'ecoulement de la vapeur, ces ensembles se distin~uant essen-tiellement par la quantite d'eau qu'ils peuvent capter; un premier ensemble, ou ensemble de separateurs primiares, est destine à enlever de la vapeur la majeure partie de l'eau à separer, tandis que le second ensemble, ou ensemble de sechage, permet de capter les quelques particules d'eau qui peuvent être encore entrainees par la vapeur en aval de l'en-semble de separateurs primaires.
C'est un tel ensemble de séchage qui est plus particulièrement concerne par la presente invention.
On connait dejà des dispositifs de sechage qui permettent de secher finement la vapeur provenant des separa-teurs primaires, notamment par le brevet français publié sous le n 2.275~731. Ce document décrit un équipement de separa-tion dans lequel l'ensemble de sechage ~appelé dans le brevetsecond separateur dlhumidité) est constitué de deux groupes de separateurs à chevrons disposes l'un au-dessus de l'autre, -1- ~
l'entxee de la vapeur à sécher se faisant par la péripherle et sa sortie par la zone centrale.
Par ailleurs, le certi~icat d'utilite français publie sous le n 2.25~.092 decrit un ensemble de separateurs formé
par des cadres sécheurs constituant soit un lit de plusieurs couronnes concentriques soit une structure rayonnante, un agencement de tuyauteries etant prevu a la base des cadres pour collecter et drainer l'eau collectee. De telles dispo-sitions sont adaptees aux reacteurs à eau bouillante.
Enfin, il faut noter deux au-tres dispositions connues de secheurs en partie haute des reacteurs a eau bouillante, à savoir la disposition à lit de cadres ver-ticaux paralleles separes par des tôles de~lectrices legèrement inclinées ou courbees et la disposition ~ lit de cadres verticaux et tôles deflectrices parallèles legèrement inclinees sur la verticale ayant l'aspect des toits de maisons construites directement c~te ~ côte, cette dernière disposition etant decrite dans le brevet français n 1.554.253.
Tous ces dispositifs connus presentent localement une efficacite de sechage acceptable, mais ils ont l'incon-venient, dlune part de ne pas permettre une construction facile de l'ensemble de séchage à partir d'un nombre ~eduit de pièces, dlautre part de conduire à un rapport entre le volume installe et la surface d'echange disponible mal optimisé, et par consequent un rendement faible qui necessite, pour être ameliore, une augmentation du volume, donc du poids de l'agencement et de llencombrement du generateur de vapeur.
La presente invention propose une nouvelle conception d'un ensemble de sechage qui élimine ces inconvenients en permettant, d'une part une construction modulaire et en assurant dlautre part une surface dlechange disponible importante dans un volume global le plus reduit possible. L'ensemble de séchage selon l'invention permet donc de réaliser un gain en volume au niveau de l'enveloppe de pression du générateur, ce qui permet d'adapter plus étroitement sa conception aux condi-tions d'un fonctionnement termo-hydraulique optimal. Il assure en outre une répartition et une or~anisation de la circulation de la vapeur qui favorisent une utilisation particulierement efficace de la section o~ferte au sein du générateur de vapeur ainsi que l'amélioration du fonctionnement et donc du rendement de séparation.
Selon la presente invention, il est prévu un ensemble de séchage de vapeur, comprenant: une pluralité d'éléments sécheurs de forme parallelépipedique, chacun associe a des moyens de guidage de vapeur pour 1'admission de vapeur humide dans l'elément et un dispositif de colle~te de l'eau separée dans l~élément, une première serie desdits élements secheurs étant disposés radialement, et une seconde série desdits ele-ments sesheurs constituant une couronne periphérique annulaire autour de la prerniere série d'éléments sécheurs, chaque élément de ladite seconde série s'étendant sur un côté d'une forme ~o polygonale de l'extrémité d'un élement radial de la premiere serie a l'extremite de l'element radial suivant, chaque element de ladite seconde serie formant ainsi avec deux elements de la premiere serie une cellule de forme triangulaire dont les trois côtes sont constitues respectivement par les trois éléments sécheurs, lesdits moyens de guidage comprenant pour chaque cellule un cloisonnement interne comprenant trois plaques s'étendant selon une partie de chacun des plans bissecteurs de la cellule et fixées les unes aux autres suivant une zone de contact au centre de la cellule, de manière a y delimiter trois compartiments égaux et,trois plaques transversales com-prenant deux plaques inférieures ob-turant la base de deux com-partiments respectivement et une plaque supérieure obturant le sommet du troisieme compartiment.
De preference, les moyens de guidage de la vapeur associes aux elements secheurs de la seconde serie menagent pour chacun un volume d'admissi~n situé radialement à l'exte-rieur de l'element, entre celui-ci et une enceinte cylindrique, et d'autre part un volume de sortie situe radialement a l'inte-rieur de l'elément, alors que pour les elements secheurs de la premiere serie, les ~olumes d'admission dans un element et de sortie de la vapeur de l'élément sont répartis alternativement autour de l'axe de revolution de l'ensemble. On obtient ainsi une distribution tres homogene du passage de la vapeur à tra-vers les elements sécheurs sur la totalite de la section de la partie haute du generateur.
Les meilleures conditions de fonctionnement sont en genéral obtenues lorsque les cellules sont disposees dans l'ensemble de séchage de maniare que l'element secheur adjacent à l'un des compartiments obturés par une plaque inferieure constitue un élement de la ~ouronne peripherique.
De préférence, l'ensemble de séchage presente une structure modulaire, tous les elements secheurs etant identiques et repartis selon une symetrie de révolution ternaire, les cellules etant sous la forme de triangles equilateraux identi-ques.
Ainsi, l'ensemble de sechage sera limite par des éléments sécheurs définissant un hexagone. Eventuellement, des hexagones identiques peuvent etre combines pour occuper une section transversale globale plus importante.
Avantageusement, l~ensemble de sechage selon l'inven-tion comporte des dispositifs de collecte d'eau debouchant dans des conduits orientes parallelement a l'axe de symetrie disposes a llextremite radiale exterieure de chacun des elements $ - 4 -de la première série, lesdits conduits servant egalement à la collecte de l'eau séparee dans les élements sécheurs de la seconde serie, et les moyens-de guidage comportent un plateau annulaire délimitant un volume d'admission de vapeur humide dans les elements sécheurs de la couronne peripherique et s'etendant entre une enceinte exterieure cylindrique et le sommet de chacun des éléments de la seconde serie.
On decrira a present, a titre d'exemple non limitatif, une forme de realisation preferee d'un ensemble de sechage selon l'invention, en reference aux dessins annexes dans lesquels:
La figure 1 est une vue schematique en coupe verti-cale de la partie haute d'un génerateur de vapeur equipe d'un ensemble de séchage selon l'invention;
La figure 2 est une vue en perspective de l'ensemble ~ .. . .
~ ~ - 5 -3;23 de sechage de la figure 1, montrant seulement les modules triangulaires, ou cellules;
La figure 3 est une vue de detail montrant le cloi-sonnement interne d'une cellule;
La figure 4 est une vue en perspective partielle ~
plus grande echelle et avec arrachements partiels, illustrant la circulation de la vapeur ~ travers les elements secheurs de deux cellules adjacentes;
La figure 5 est une ~ue en coupe selon la ligne V-V
de la figure 1; et La figure 6 est une coupe a plus grande echelle d'un element secheur selon la ligne VI-VI de la figure 4.
A la figure 1, on a represente de fason schematique en 1 l'enveloppe ex*erieure d'un generateur de vapeur dont le sommet en forme de dôme comporte un orifice 2 pour la sortie de la vapeur produite. En 3, on a represente la chambre de production de vapeur logee dans la partie basse de l'enveloppe 1 et dans laquelle est installé le faisceau de tubes tradi-tionnel (non representé) dans lequel circule un fluide primaire et qui assure la vaporisation du fluide secondaire (a savoir de:l'eau) contenu dans la chambre 3. La vapeur s'échappe de la chambre 3 en traversant un séparateur eau-vapeur 4 de struc-ture classique et assurant la collecte de la majeure partie de l'eau entrainee par la vapeur ainsi que son retour vers la chambre.
La vapeur sort du separateur 4 selon les flèches 5 avec un debit réparti ~ peu près uniformement sur toute la section transversale du genérateur et une vitesse homogène.
Elle peut contenir encore de fines gouttelettes d'eau en suspension, gouttelettes dont l'ensemble de sechage selon llinvention, designé de ~ason génerale en 6, assure la collecte et le retour par des canalisations E vers la partie .~
inferieure du génerateur. L'ensemble de sechage 6 est donc, cet effet, situe en aval du separateur 4 et la vapeur 8 sor-tant de cet ensemble 6 possede une humidite compatible avec le bon fonctionnement des appareils utilisateurs de cette vapeur. On notera que le volume du generateur situé en aval de l'ensemble de séchage est isolé du reste du generateur par un plateau separateur designe de fason generale en 7 et dont la structure que l'on décrira en détail plus loin est telle qu'elle oblige la vapeur humide a traverser l'ensemble de sechage 6 avant de gagner l'orifice d'évacuation 2, le~uel est situé au-dessus de l'ensemble de sechage, sensiblement sur son axe.
On decrira ~ present plus en detail l'ensemble de séchage 6 en reference aux figures 2 ~ 6. Comme on le voit particuIièrement aux figures 2 et 5, l'ensemble de sechage est constitue d'eléments sécheurs 9a et 9b de forme paralle-lepipedique et tous identiques, associes à des cloisonnements qui assurent le guidage de la vapeur circulant verticalement, du bas vers le haut, à travers les elements secheurs. Ces derniers sont repartis selon une symétrie de révolution ternaire autour de l'axe de l'ensemble, de manière ~ former une structure modulaire à six modules dans le cas particulier represente.
Dans l'ensemble des éléments, on distinyue deux series. Dans la premiere serie les eléments 9a, au nombre de six dans l'exemple considere, sont disposes radialement de maniere a former une étoile rayonnante centree sur l'axe de l'enceinte.
La seconde serie constitue une couronne peripherique de forme annulaire autour de la première. Les elements secheurs 9b y sont disposés, verticalement comme les premiers, chacun sur un côte d'une section polygonale, ici hexagonale, et s'etendant entre une extremite d'un élément radial et l'extremite de l'élément radial suivant.
' "~
Les elements secheurs ont une s-tructure classlque telle que celle qui est representee ~ la figure 6 à titre d'exemple, constituee par un cadre peripherique rectangulaire 10 à section en U ouvert en 11 et 12 sur ses deux grandes faces opposees et rempli par un empilement de ]amelles ou chevrons 15 formant des passages en chicane 15a permettant la traversee du cadre par la vapeur. Ces lamelles sont disposees verticale-ment de telle sorte que les gout*elettes d'eau qui se deposent sur elles puissent glisser vers la base du cadre 9 dans lequel est menage un canal de drainage 14 situé sous une plaque perforee 13 supportant les lamelles 15.
L'ensemble des eléments sécheurs est supporté par le plateau séparateur 7 auquel ils sont fixés, ledit plateau 7 étant lui--même fixé a l'enveloppe 1 par tout moyen approprié
non represente.
Le plateau séparateur 7 a ete represente en traits mixtes a la figure 5. Il comporte une partie extérieure annulaire 16 à laquelle sont fixés les elements secheurs 9b de la couronne peripherique, cette partie exterieure 16 obturant les intervalles situesA entre l'enveloppe 1 de forme cylindrique et les secheurs qui occupent une sec-tion rectangu-laire, chacun sur un côte du polygone. Le plateau 7 comporte egalement une partie centrale 17, reliee à la partie 16 par des membrures radiales 18 s'etendant avantageusement selon la longueur des secheurs 9a auxquels elles sont fixées; la partie centrale 17 assure l'obturation du sommet de l'espace central laissé libre entre les extremites des secheurs 9a. La fixation des secheurs au plateau 7 peut être complètee eventuellement par des cadres verticaux B (voir figures 1 et 5) solidaires du plateau 7 et auxquels sont flxees les faces des secheurs 9a par lesquels la vapeur sèche sort des secheurs pour gagner l'espace situe au-dessus du plateau 7 comme on l'expliquera plus -8- ~
loin.
- Comme on le voit aux figures 2 et 5, chaque sécheur 9b constitue avec deux secheurs radiaux 9a consecutifs, une cellule designee de façon génerale en 19 tfigure 5), et ayan-t une Eorme generale de triangle equilateral.
L'espace interne de chaque cellule 19 est divise par un cloisonnement dont le rale est de realiser l'isolemen-t de chaque secheur 9a ou 9b par rappor~ aux autres. Ce cloison-nement comprend trois p].aques verticales 20, 21 et 22, qui s'etendent respectivement à partir du centre de la cellule selon chacune des bissectrices des angles au sommet de la cellule, ces plaques etant solidarisees selon leur ligne de contact commune H (figure 5) et délimitant trois compartiments egaux dans la cellule; le cloisonnement est complète par deux plaques rectangulaires 23 et 24 inferieures et une plaque triangulaire superieure 25.
Dans chaque cellule, la plaque inferieure 23 obture la base inferieure du compartiment adjacent au secheur periphe-rique 9b et elle est liee au bord in~erieur S de celui-ci et aux bords inférieurs des plaque,s verticales 20 et 22, tandis que la plaque inferieure 24 obture de la même manière un compartiment adjacent à l'un des secheurs radiaux 9a en etant liée au bord in:Eérieur de celui-ci et aux bords i.n~erieurs des plaques verticales 20 et 21 (voir ~igure 3). La plaque triangulaire superieure 25, quant à elle, obture la partie haute du troisi~me compartiment de la cellule et elle est liee au bord superieur R du deuxième secheur radial 9a et aux bords superieurs des plaques verticales 21 et 22. (figure 3).
~ Par une telle disposition du cloisonnement, on obli~e, comme on le voit particulièrement ~ la figure ~, la vapeur humide ~ se repartir de façon homogène entre les secheurs et à traverser chacun de ceux-ci dans un sens bien détermine.
3;~3 Ainsi, la ~apeur s'élevant à la peripherie de l'ensemble de sechage, c~est-~-dire entre l'enveloppe 1 et des secheurs 9b et arrêtee par la partie 16 du plateau porteur 7 de l'ensemble de sechage, penètre dans les secheurs 9b selon les fleches Fl de la figure 4, radialement de l'exterieur vers l'interieur, et elle en sort selon la fleche F2 par le compar-timent delimite par les plaques verticales 20 et 22 et la plaque inférieure 23, ce compartiment etant ouvert ~ sa partie superieure pour permettre à la vapeur d'atteindre l'orifice d'evacuation 2. Dans la partie centrale de l'ensemble de sechage, la vapeur peut avoir librement accès aux secheurs radiaux 3a par les compartiments d'admission delimites par les plaques verticales 21 et 22 et obtures ~ leurs sommets par les palques superieures 25. La vapeur est donc obligee de traverser les secheurs 9a selon les fleches F3 (figure 4) et elle en sort par les compartiments de sortie delimites par les plaques verticales 20 et 21 fermes a leur base par la plaque 24 mais ouverts à leur partie haute pour permettre à la vapeur de monter selon la fleche F4 en direction de l'orifice d'evacuation 2.
De preference, comme on le voit aux figures 3 et 4~
les plaques inferieures 23 et superieures 25 seront legèrement inclinees afin de faciliter le guidage de la vapeur.
L'axe de contact des trois plaques verticales du cloi-sonnement, en ~1, ne s'etend alors que sur une partie de la hauteur de la cellule, dans sa partie mediane.
L'evacuation de l'eau recueillie dans les secheurs 9a-9b est realisee comme on l'a déja dit par des tuyaux E
communiquant avec la partie basse du génerateur, les bacs 14 de collecte d'eau situes a la base des secheurs etant raccordés à
ces tuyaux E par des tubulures 27 abouchees a un orifice 26 pratiquee dans le fond des bacs 14. On pourra prévoir des canalisations E entre chaque paire de sécheurs ~b selon la disposi.tion represen-tee à la figure 5, dans les espaces laissés libres aux angles de la forme polygonale entre les faces laterales des éléments sécheurs parallelépipediques.
La figure 4 montre ainsi un conduit collecteur E recueillant l'eau separee dans un element secheur radial e-t deux elements secheurs peripheriques adjacents, appartenant donc ~ deux cellules differentes de la construction modulaire.
Naturellement l'invention n'est pas limitee à la forme de realisation decrite et representeel mais s'etend à toute variante ou modification ~ la portee du technicien.
La présente invention concerne un ensemble de séchage pour l'équipement de separation eau-vapeur situe dans la partie haute d'un generateur de vapeur a circulation naturelle, c'est-à-dire en aval de la production de vapeur.
L'ensemble de sechage selon l'invention est destine en parti-culier a assurer la séparation ~e la vapeur dans un générateur de vapeur associé à lln reacteur nucleaire, encore que cette applica-tion ne soit nullement limitative.
On sait que les génerateurs de vapeur à circulation naturelle comportent un équipement de separation eau-vapeur afin que la vapeur produite par le faisceau tubulaire (ou par les elements combustibles dans le cas des reacteurs à eau bouillante) soit la plus sèche possible à la sortie du generateur. En general, un tel équipement de s~paration comporte deux ensembles disposés en serie dans le sens de l'ecoulement de la vapeur, ces ensembles se distin~uant essen-tiellement par la quantite d'eau qu'ils peuvent capter; un premier ensemble, ou ensemble de separateurs primiares, est destine à enlever de la vapeur la majeure partie de l'eau à separer, tandis que le second ensemble, ou ensemble de sechage, permet de capter les quelques particules d'eau qui peuvent être encore entrainees par la vapeur en aval de l'en-semble de separateurs primaires.
C'est un tel ensemble de séchage qui est plus particulièrement concerne par la presente invention.
On connait dejà des dispositifs de sechage qui permettent de secher finement la vapeur provenant des separa-teurs primaires, notamment par le brevet français publié sous le n 2.275~731. Ce document décrit un équipement de separa-tion dans lequel l'ensemble de sechage ~appelé dans le brevetsecond separateur dlhumidité) est constitué de deux groupes de separateurs à chevrons disposes l'un au-dessus de l'autre, -1- ~
l'entxee de la vapeur à sécher se faisant par la péripherle et sa sortie par la zone centrale.
Par ailleurs, le certi~icat d'utilite français publie sous le n 2.25~.092 decrit un ensemble de separateurs formé
par des cadres sécheurs constituant soit un lit de plusieurs couronnes concentriques soit une structure rayonnante, un agencement de tuyauteries etant prevu a la base des cadres pour collecter et drainer l'eau collectee. De telles dispo-sitions sont adaptees aux reacteurs à eau bouillante.
Enfin, il faut noter deux au-tres dispositions connues de secheurs en partie haute des reacteurs a eau bouillante, à savoir la disposition à lit de cadres ver-ticaux paralleles separes par des tôles de~lectrices legèrement inclinées ou courbees et la disposition ~ lit de cadres verticaux et tôles deflectrices parallèles legèrement inclinees sur la verticale ayant l'aspect des toits de maisons construites directement c~te ~ côte, cette dernière disposition etant decrite dans le brevet français n 1.554.253.
Tous ces dispositifs connus presentent localement une efficacite de sechage acceptable, mais ils ont l'incon-venient, dlune part de ne pas permettre une construction facile de l'ensemble de séchage à partir d'un nombre ~eduit de pièces, dlautre part de conduire à un rapport entre le volume installe et la surface d'echange disponible mal optimisé, et par consequent un rendement faible qui necessite, pour être ameliore, une augmentation du volume, donc du poids de l'agencement et de llencombrement du generateur de vapeur.
La presente invention propose une nouvelle conception d'un ensemble de sechage qui élimine ces inconvenients en permettant, d'une part une construction modulaire et en assurant dlautre part une surface dlechange disponible importante dans un volume global le plus reduit possible. L'ensemble de séchage selon l'invention permet donc de réaliser un gain en volume au niveau de l'enveloppe de pression du générateur, ce qui permet d'adapter plus étroitement sa conception aux condi-tions d'un fonctionnement termo-hydraulique optimal. Il assure en outre une répartition et une or~anisation de la circulation de la vapeur qui favorisent une utilisation particulierement efficace de la section o~ferte au sein du générateur de vapeur ainsi que l'amélioration du fonctionnement et donc du rendement de séparation.
Selon la presente invention, il est prévu un ensemble de séchage de vapeur, comprenant: une pluralité d'éléments sécheurs de forme parallelépipedique, chacun associe a des moyens de guidage de vapeur pour 1'admission de vapeur humide dans l'elément et un dispositif de colle~te de l'eau separée dans l~élément, une première serie desdits élements secheurs étant disposés radialement, et une seconde série desdits ele-ments sesheurs constituant une couronne periphérique annulaire autour de la prerniere série d'éléments sécheurs, chaque élément de ladite seconde série s'étendant sur un côté d'une forme ~o polygonale de l'extrémité d'un élement radial de la premiere serie a l'extremite de l'element radial suivant, chaque element de ladite seconde serie formant ainsi avec deux elements de la premiere serie une cellule de forme triangulaire dont les trois côtes sont constitues respectivement par les trois éléments sécheurs, lesdits moyens de guidage comprenant pour chaque cellule un cloisonnement interne comprenant trois plaques s'étendant selon une partie de chacun des plans bissecteurs de la cellule et fixées les unes aux autres suivant une zone de contact au centre de la cellule, de manière a y delimiter trois compartiments égaux et,trois plaques transversales com-prenant deux plaques inférieures ob-turant la base de deux com-partiments respectivement et une plaque supérieure obturant le sommet du troisieme compartiment.
De preference, les moyens de guidage de la vapeur associes aux elements secheurs de la seconde serie menagent pour chacun un volume d'admissi~n situé radialement à l'exte-rieur de l'element, entre celui-ci et une enceinte cylindrique, et d'autre part un volume de sortie situe radialement a l'inte-rieur de l'elément, alors que pour les elements secheurs de la premiere serie, les ~olumes d'admission dans un element et de sortie de la vapeur de l'élément sont répartis alternativement autour de l'axe de revolution de l'ensemble. On obtient ainsi une distribution tres homogene du passage de la vapeur à tra-vers les elements sécheurs sur la totalite de la section de la partie haute du generateur.
Les meilleures conditions de fonctionnement sont en genéral obtenues lorsque les cellules sont disposees dans l'ensemble de séchage de maniare que l'element secheur adjacent à l'un des compartiments obturés par une plaque inferieure constitue un élement de la ~ouronne peripherique.
De préférence, l'ensemble de séchage presente une structure modulaire, tous les elements secheurs etant identiques et repartis selon une symetrie de révolution ternaire, les cellules etant sous la forme de triangles equilateraux identi-ques.
Ainsi, l'ensemble de sechage sera limite par des éléments sécheurs définissant un hexagone. Eventuellement, des hexagones identiques peuvent etre combines pour occuper une section transversale globale plus importante.
Avantageusement, l~ensemble de sechage selon l'inven-tion comporte des dispositifs de collecte d'eau debouchant dans des conduits orientes parallelement a l'axe de symetrie disposes a llextremite radiale exterieure de chacun des elements $ - 4 -de la première série, lesdits conduits servant egalement à la collecte de l'eau séparee dans les élements sécheurs de la seconde serie, et les moyens-de guidage comportent un plateau annulaire délimitant un volume d'admission de vapeur humide dans les elements sécheurs de la couronne peripherique et s'etendant entre une enceinte exterieure cylindrique et le sommet de chacun des éléments de la seconde serie.
On decrira a present, a titre d'exemple non limitatif, une forme de realisation preferee d'un ensemble de sechage selon l'invention, en reference aux dessins annexes dans lesquels:
La figure 1 est une vue schematique en coupe verti-cale de la partie haute d'un génerateur de vapeur equipe d'un ensemble de séchage selon l'invention;
La figure 2 est une vue en perspective de l'ensemble ~ .. . .
~ ~ - 5 -3;23 de sechage de la figure 1, montrant seulement les modules triangulaires, ou cellules;
La figure 3 est une vue de detail montrant le cloi-sonnement interne d'une cellule;
La figure 4 est une vue en perspective partielle ~
plus grande echelle et avec arrachements partiels, illustrant la circulation de la vapeur ~ travers les elements secheurs de deux cellules adjacentes;
La figure 5 est une ~ue en coupe selon la ligne V-V
de la figure 1; et La figure 6 est une coupe a plus grande echelle d'un element secheur selon la ligne VI-VI de la figure 4.
A la figure 1, on a represente de fason schematique en 1 l'enveloppe ex*erieure d'un generateur de vapeur dont le sommet en forme de dôme comporte un orifice 2 pour la sortie de la vapeur produite. En 3, on a represente la chambre de production de vapeur logee dans la partie basse de l'enveloppe 1 et dans laquelle est installé le faisceau de tubes tradi-tionnel (non representé) dans lequel circule un fluide primaire et qui assure la vaporisation du fluide secondaire (a savoir de:l'eau) contenu dans la chambre 3. La vapeur s'échappe de la chambre 3 en traversant un séparateur eau-vapeur 4 de struc-ture classique et assurant la collecte de la majeure partie de l'eau entrainee par la vapeur ainsi que son retour vers la chambre.
La vapeur sort du separateur 4 selon les flèches 5 avec un debit réparti ~ peu près uniformement sur toute la section transversale du genérateur et une vitesse homogène.
Elle peut contenir encore de fines gouttelettes d'eau en suspension, gouttelettes dont l'ensemble de sechage selon llinvention, designé de ~ason génerale en 6, assure la collecte et le retour par des canalisations E vers la partie .~
inferieure du génerateur. L'ensemble de sechage 6 est donc, cet effet, situe en aval du separateur 4 et la vapeur 8 sor-tant de cet ensemble 6 possede une humidite compatible avec le bon fonctionnement des appareils utilisateurs de cette vapeur. On notera que le volume du generateur situé en aval de l'ensemble de séchage est isolé du reste du generateur par un plateau separateur designe de fason generale en 7 et dont la structure que l'on décrira en détail plus loin est telle qu'elle oblige la vapeur humide a traverser l'ensemble de sechage 6 avant de gagner l'orifice d'évacuation 2, le~uel est situé au-dessus de l'ensemble de sechage, sensiblement sur son axe.
On decrira ~ present plus en detail l'ensemble de séchage 6 en reference aux figures 2 ~ 6. Comme on le voit particuIièrement aux figures 2 et 5, l'ensemble de sechage est constitue d'eléments sécheurs 9a et 9b de forme paralle-lepipedique et tous identiques, associes à des cloisonnements qui assurent le guidage de la vapeur circulant verticalement, du bas vers le haut, à travers les elements secheurs. Ces derniers sont repartis selon une symétrie de révolution ternaire autour de l'axe de l'ensemble, de manière ~ former une structure modulaire à six modules dans le cas particulier represente.
Dans l'ensemble des éléments, on distinyue deux series. Dans la premiere serie les eléments 9a, au nombre de six dans l'exemple considere, sont disposes radialement de maniere a former une étoile rayonnante centree sur l'axe de l'enceinte.
La seconde serie constitue une couronne peripherique de forme annulaire autour de la première. Les elements secheurs 9b y sont disposés, verticalement comme les premiers, chacun sur un côte d'une section polygonale, ici hexagonale, et s'etendant entre une extremite d'un élément radial et l'extremite de l'élément radial suivant.
' "~
Les elements secheurs ont une s-tructure classlque telle que celle qui est representee ~ la figure 6 à titre d'exemple, constituee par un cadre peripherique rectangulaire 10 à section en U ouvert en 11 et 12 sur ses deux grandes faces opposees et rempli par un empilement de ]amelles ou chevrons 15 formant des passages en chicane 15a permettant la traversee du cadre par la vapeur. Ces lamelles sont disposees verticale-ment de telle sorte que les gout*elettes d'eau qui se deposent sur elles puissent glisser vers la base du cadre 9 dans lequel est menage un canal de drainage 14 situé sous une plaque perforee 13 supportant les lamelles 15.
L'ensemble des eléments sécheurs est supporté par le plateau séparateur 7 auquel ils sont fixés, ledit plateau 7 étant lui--même fixé a l'enveloppe 1 par tout moyen approprié
non represente.
Le plateau séparateur 7 a ete represente en traits mixtes a la figure 5. Il comporte une partie extérieure annulaire 16 à laquelle sont fixés les elements secheurs 9b de la couronne peripherique, cette partie exterieure 16 obturant les intervalles situesA entre l'enveloppe 1 de forme cylindrique et les secheurs qui occupent une sec-tion rectangu-laire, chacun sur un côte du polygone. Le plateau 7 comporte egalement une partie centrale 17, reliee à la partie 16 par des membrures radiales 18 s'etendant avantageusement selon la longueur des secheurs 9a auxquels elles sont fixées; la partie centrale 17 assure l'obturation du sommet de l'espace central laissé libre entre les extremites des secheurs 9a. La fixation des secheurs au plateau 7 peut être complètee eventuellement par des cadres verticaux B (voir figures 1 et 5) solidaires du plateau 7 et auxquels sont flxees les faces des secheurs 9a par lesquels la vapeur sèche sort des secheurs pour gagner l'espace situe au-dessus du plateau 7 comme on l'expliquera plus -8- ~
loin.
- Comme on le voit aux figures 2 et 5, chaque sécheur 9b constitue avec deux secheurs radiaux 9a consecutifs, une cellule designee de façon génerale en 19 tfigure 5), et ayan-t une Eorme generale de triangle equilateral.
L'espace interne de chaque cellule 19 est divise par un cloisonnement dont le rale est de realiser l'isolemen-t de chaque secheur 9a ou 9b par rappor~ aux autres. Ce cloison-nement comprend trois p].aques verticales 20, 21 et 22, qui s'etendent respectivement à partir du centre de la cellule selon chacune des bissectrices des angles au sommet de la cellule, ces plaques etant solidarisees selon leur ligne de contact commune H (figure 5) et délimitant trois compartiments egaux dans la cellule; le cloisonnement est complète par deux plaques rectangulaires 23 et 24 inferieures et une plaque triangulaire superieure 25.
Dans chaque cellule, la plaque inferieure 23 obture la base inferieure du compartiment adjacent au secheur periphe-rique 9b et elle est liee au bord in~erieur S de celui-ci et aux bords inférieurs des plaque,s verticales 20 et 22, tandis que la plaque inferieure 24 obture de la même manière un compartiment adjacent à l'un des secheurs radiaux 9a en etant liée au bord in:Eérieur de celui-ci et aux bords i.n~erieurs des plaques verticales 20 et 21 (voir ~igure 3). La plaque triangulaire superieure 25, quant à elle, obture la partie haute du troisi~me compartiment de la cellule et elle est liee au bord superieur R du deuxième secheur radial 9a et aux bords superieurs des plaques verticales 21 et 22. (figure 3).
~ Par une telle disposition du cloisonnement, on obli~e, comme on le voit particulièrement ~ la figure ~, la vapeur humide ~ se repartir de façon homogène entre les secheurs et à traverser chacun de ceux-ci dans un sens bien détermine.
3;~3 Ainsi, la ~apeur s'élevant à la peripherie de l'ensemble de sechage, c~est-~-dire entre l'enveloppe 1 et des secheurs 9b et arrêtee par la partie 16 du plateau porteur 7 de l'ensemble de sechage, penètre dans les secheurs 9b selon les fleches Fl de la figure 4, radialement de l'exterieur vers l'interieur, et elle en sort selon la fleche F2 par le compar-timent delimite par les plaques verticales 20 et 22 et la plaque inférieure 23, ce compartiment etant ouvert ~ sa partie superieure pour permettre à la vapeur d'atteindre l'orifice d'evacuation 2. Dans la partie centrale de l'ensemble de sechage, la vapeur peut avoir librement accès aux secheurs radiaux 3a par les compartiments d'admission delimites par les plaques verticales 21 et 22 et obtures ~ leurs sommets par les palques superieures 25. La vapeur est donc obligee de traverser les secheurs 9a selon les fleches F3 (figure 4) et elle en sort par les compartiments de sortie delimites par les plaques verticales 20 et 21 fermes a leur base par la plaque 24 mais ouverts à leur partie haute pour permettre à la vapeur de monter selon la fleche F4 en direction de l'orifice d'evacuation 2.
De preference, comme on le voit aux figures 3 et 4~
les plaques inferieures 23 et superieures 25 seront legèrement inclinees afin de faciliter le guidage de la vapeur.
L'axe de contact des trois plaques verticales du cloi-sonnement, en ~1, ne s'etend alors que sur une partie de la hauteur de la cellule, dans sa partie mediane.
L'evacuation de l'eau recueillie dans les secheurs 9a-9b est realisee comme on l'a déja dit par des tuyaux E
communiquant avec la partie basse du génerateur, les bacs 14 de collecte d'eau situes a la base des secheurs etant raccordés à
ces tuyaux E par des tubulures 27 abouchees a un orifice 26 pratiquee dans le fond des bacs 14. On pourra prévoir des canalisations E entre chaque paire de sécheurs ~b selon la disposi.tion represen-tee à la figure 5, dans les espaces laissés libres aux angles de la forme polygonale entre les faces laterales des éléments sécheurs parallelépipediques.
La figure 4 montre ainsi un conduit collecteur E recueillant l'eau separee dans un element secheur radial e-t deux elements secheurs peripheriques adjacents, appartenant donc ~ deux cellules differentes de la construction modulaire.
Naturellement l'invention n'est pas limitee à la forme de realisation decrite et representeel mais s'etend à toute variante ou modification ~ la portee du technicien.
Claims (20)
1. Ensemble de séchage de vapeur, comprenant:
- une pluralité d'éléments sécheurs de forme paral-lèlépipédique, chacun associé à des moyens de guidage de vapeur pour l'admission de vapeur humide dans l'élément et un dispositif de collecte de l'eau séparée dans l'élément, - une première série desdits éléments sécheurs étant disposés radialement, et - une seconde série desdits éléments sécheurs consti-tuant une couronne périphérique annulaire autour de la pre-mière série d'éléments sécheurs, chaque élément de ladite seconde série s'étendant sur un côté d'une forme polygonale de l'extrémité d'un élément radial de la première série à l'extré-mité de l'élément radial suivant, chaque élément de ladite seconde série formant ainsi avec deux éléments de la première série une cellule de forme triangulaire dont les trois côtés sont constitués respectivement par les trois éléments sécheurs, - lesdits moyens de guidage comprenant pour chaque cellule un cloisonnement interne comprenant trois plaques s'étendant selon une partie de chacun des plans bissecteurs de la cellule et fixées les unes aux autres suivant une zone de contact au centre de la cellule, de manière à y délimiter trois compartiments égaux et,trois plaques transversales com-prenant deux plaques inférieures obturant la base de deux com-partiments respectivement et une plaque supérieure obturant le sommet du troisième compartiment.
- une pluralité d'éléments sécheurs de forme paral-lèlépipédique, chacun associé à des moyens de guidage de vapeur pour l'admission de vapeur humide dans l'élément et un dispositif de collecte de l'eau séparée dans l'élément, - une première série desdits éléments sécheurs étant disposés radialement, et - une seconde série desdits éléments sécheurs consti-tuant une couronne périphérique annulaire autour de la pre-mière série d'éléments sécheurs, chaque élément de ladite seconde série s'étendant sur un côté d'une forme polygonale de l'extrémité d'un élément radial de la première série à l'extré-mité de l'élément radial suivant, chaque élément de ladite seconde série formant ainsi avec deux éléments de la première série une cellule de forme triangulaire dont les trois côtés sont constitués respectivement par les trois éléments sécheurs, - lesdits moyens de guidage comprenant pour chaque cellule un cloisonnement interne comprenant trois plaques s'étendant selon une partie de chacun des plans bissecteurs de la cellule et fixées les unes aux autres suivant une zone de contact au centre de la cellule, de manière à y délimiter trois compartiments égaux et,trois plaques transversales com-prenant deux plaques inférieures obturant la base de deux com-partiments respectivement et une plaque supérieure obturant le sommet du troisième compartiment.
2. Ensemble de séchage selon la revendication 1, dans lequel ladite pluralité d'éléments sécheurs est disposée verticalement et lesdites trois plaques de cloisonnement de chaque cellule sont également disposées verticalement.
3. Ensemble de séchage selon la revendication 2, dans lequel lesdits moyens de guidage de vapeur ménagent alter-nativement autour d'un axe de révolution un volume de sortie de vapeur sèche d'un élément et un volume d'admission de vapeur humide dans l'élément suivant, les volumes d'admission occupant chacun dans une section transversale inférieure de l'ensemble une surface identique à celle qu'occupe chacun des volumes de sortie dans une section transversale supérieure de l'ensemble.
4. Ensemble de séchage selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de guidage associés aux éléments sécheurs de la seconde série ménagent pour chacun un volume d'admission situé radialement à l'extérieur de l'élé-ment, entre celui-ci est une enceinte cylindrique et d'autre part un volume de sortie situé radialement à l'intérieur de l'élément.
5. Ensemble de séchage selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdites cellules sont disposées dans l'ensemble de séchage de manière que l'élément sécheur adjacent à l'un des compartiments obturés par une plaque inférieure constitue un élément de la couronne périphérique.
6. Ensemble de séchage selon la revendication 5, caractérisé en ce que la zone de contact entre les plaques verticales s'étend axialement sur une partie médiane seulement de la hauteur de la cellule et en ce que les plaques transver-sales sont inclinées entre cette zone de contact et soit la base soit le sommet de l'élément sécheur adjacent.
7. Ensemble de séchage selon la revendication 2, 3 ou 6, caractérisé en ce que les moyens de guidage comportent un plateau annulaire délimitant un volume d'admission de vapeur humide dans les éléments sécheurs de la couronne périphérique et s'étendant entre une enceinte extérieure cylindrique et le sommet de chacun des éléments de la seconde série.
8. Ensemble de séchage selon la revendication 2, 3 ou 6, caractérisé en ce que les dispositifs de collecte d'eau débouchent dans des conduits orientés parallèlement à l'axe de symétrie, disposés à l'extrémité radiale extérieure de cha-cun des éléments de la première série, lesdits conduits servant également à la collecte de l'eau séparée dans les éléments sécheurs de la seconde série.
9. Ensemble de séchage selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que lesdites cellules sont disposées dans l'ensemble de séchage de manière que l'élément sécheur adjacent à l'un des compartiments obturés par une plaque infé-rieure constitue un élément de la couronne périphérique.
10. Ensemble de séchage selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la zone de contact entre les plaques verticales s'étend axialement sur une partie médiane seulement de la hauteur de la cellule et en ce que les plaques transversales sont inclinées entre cette zone de contact et soit la base soit le sommet de l'élément sécheur adjacent.
11. Ensemble de séchage selon la revendication 1 ou 2, situé dans une partie haute d'un générateur de vapeur à
circulation naturelle comprenant un orifice pour la sortie de la vapeur produite, une chambre de production de vapeur logée dans une partie basse du générateur, et un séparateur eau-vapeur faisant suite à ladite chambre de production de vapeur, l'ensemble de séchage étant situé en aval dudit séparateur.
circulation naturelle comprenant un orifice pour la sortie de la vapeur produite, une chambre de production de vapeur logée dans une partie basse du générateur, et un séparateur eau-vapeur faisant suite à ladite chambre de production de vapeur, l'ensemble de séchage étant situé en aval dudit séparateur.
12. Ensemble de séchage selon la revendication 1, dans lequel cet ensemble présente une structure modulaire, tous les éléments sécheurs étant identiques et répartis selon une symétrie de révolution ternaire, les cellules étant sous la forme de triangles équilatéraux identiques.
13. Ensemble de séchage selon la revendication 12, dans lequel ladite structure modulaire comprend six modules.
14. Ensemble de séchage selon la revendication 13, dans lequel les éléments sécheurs de ladite première série forment une étoile rayonnante centrée sur l'axe du générateur.
15. Ensemble de séchage selon la revendication 1 ou 14, dans lequel ladite forme polygonale est hexagonale.
16. Ensemble de séchage selon la revendication 1, dans lequel l'ensemble de ladite pluralité d'éléments sécheurs est supporté par un plateau qui est lui-même fixé à l'enveloppe du générateur.
17. Ensemble de séchage selon la revendication 16, dans lequel ledit plateau comporte une partie extérieure annulaire à laquelle sont fixés les éléments sécheurs de ladite seconde série, cette partie extérieure annulaire obturant des intervalles situés entre l'enveloppe qui est de forme cylindri-que et les éléments sécheurs de la seconde série qui occupent une section rectangulaire, chacun sur un côté du polygone, ledit plateau comportant également une partie centrale, reliée à la partie extérieure annulaire par des membrures radiales s'étendant selon la longueur des éléments sécheurs radiaux de la première série auxquels elles sont fixées, cette partie centrale assurant l'obturation du sommet de l'espace central laissé libre entre les extrémités des éléments sécheurs de la de la première série.
18. Ensemble de séchage selon la revendication 17, dans lequel des cadres verticaux sont solidaires dudit plateau auxquels sont fixés les faces des éléments sécheurs de la première série.
19. Ensemble de séchage selon la revendication 1 ou 18, dans lequel l'une des plaques transversales inférieures obture la base inférieure du compartiment adjacent à un élément sécheur périphérique de la seconde série, et elle est liée au bord inférieur dudit élément sécheur et aux bords inférieurs de deux desdites plaques de cloisonnement, tandis que l'autre plaque transversale inférieure obture de la même manière un comparti-ment adjacent à l'un des éléments sécheurs radiaux en étant liée au bord inférieur de celui-ci et aux bords inférieurs de deux desdites plaques de cloisonnement correspondant, la plaque supérieure, quant à elle, obturant la partie haute du troisième compartiment et elle est liée au bord supérieur du deuxième élément sécheur radial et aux bords supérieurs de deux plaques de cloisonnement correspondant.
20. Ensemble selon la revendication l, 2 ou 18, dans lequel chaque élément sécheur a un passage pour la vapeur qui croît depuis un bord vers le centre, mais décroît ensuite vers l'autre bord.
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